JP2000081296A - 建設機械の熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の熱交換器の上側から配管を取り除くこ
とにより、後方視界、冷却効率、防塵ネットを清掃する
ときの作業性等を向上する。 【解決手段】 エンジン１５とインタクーラ２３とを接
続する流入ホース２７、流出ホース２８を、ラジエータ
１９、オイルクーラ２０の幅方向の外側を通して取り回
す構成としている。これにより、ラジエータ１９、オイ
ルクーラ２０の上側からホースを取り除くことができる
から、建屋カバーを低くして後方視界を良好にすること
ができる。また、冷却風の再循環防止用の遮蔽部材をラ
ジエータ１９に沿って密着させることにより、冷却風の
再循環を確実に防止でき、冷却効率を高めることができ
る。さらに、防塵ネット２１の引き抜きを簡単にして、
防塵ネット２１の清掃作業を容易にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、油圧ショ
ベル、油圧クレーン等の建設機械に設けられた建設機械
の熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建設機械としては油圧ショベル
等の旋回式建設機械が知られており、この油圧ショベル
は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に設けら
れた上部旋回体と、該上部旋回体の前側に設けられた作
業装置とによって構成されている。

【０００３】そして、上部旋回体は、構造体をなす旋回
フレームと、該旋回フレームの前部左側に設けられたキ
ャビンと、該キャブの右側から後側にかけて機械室を画
成する建屋カバーと、旋回フレームの後部に取付けられ
たカウンタウェイト等によって大略構成されている。そ
して、建屋カバー内には、前記旋回フレーム上に位置し
て原動機が設けられ、該原動機の近傍には熱交換装置が
配設されている。

【０００４】ここで、熱交換装置は、建屋カバー内に位
置して原動機の近傍に設けられ、該建屋カバー内で冷却
風を発生する冷却ファンと、該冷却ファンによる冷却風
の上流側に位置して前記建屋カバー内に設けられた第１
の熱交換器と、該第１の熱交換器の上流側に設けられた
第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に流体を流入させ
る流入配管と、前記第２の熱交換器で冷却された流体が
流出する流出配管とによって大略構成されている。

【０００５】また、第１の熱交換器としては、原動機か
らの冷却水を冷却するラジエータ、下部走行体、作業装
置を動作させるための作動油を冷却するオイルクーラ等
があり、第２の熱交換器としては、原動機に設けられた
過給器からの圧縮空気を冷却するインタクーラ等があ
る。

【０００６】そして、ラジエータ、オイルクーラの上流
側に配置されたインタクーラには、流入配管を介して過
給器からの圧縮空気が供給され、当該インタクーラで冷
却された圧縮空気は流出配管を介して原動機のインテイ
クマニホールドに向け流通される。また、インタクーラ
と原動機との間には、ラジエータ、オイルクーラ等が介
在しているから、流入配管、流出配管はラジエータ、オ
イルクーラの上側を乗り越えるようにしてインタクーラ
に接続されている（例えば、実開平２−９０３２１号公
報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による油圧ショベルの熱交換装置では、インタク
ーラと原動機とを接続する流入配管、流出配管をラジエ
ータ、オイルクーラを乗り越えるように取り回している
から、ラジエータ、オイルクーラからさらに上側に各配
管が突出し、熱交換装置全体の高さ寸法が大きくなって
しまう。このため、熱交換装置を覆う建屋カバーも高く
しなくてはならないから、建屋カバーがキャブからの後
方視界の邪魔になり、作業性等の低下を招くという問題
がある。

【０００８】また、熱交換装置では、ラジエータ等を通
過して高温となった冷却風が上流側に回り込むのを防止
するために、例えばラジエータと旋回フレームとの間の
空間、ラジエータと建屋カバーとの間の空間にそれぞれ
遮蔽部材（サーキュレーション防止カバー）を設けてい
る。

【０００９】しかし、ラジエータの上側に流入配管、流
出配管があると、ラジエータと建屋カバーとの隙間に設
けられる遮蔽部材の形状を各配管を避けた複雑な形状と
する必要がある。このため、遮蔽部材の耐久性の低下や
製造コストの上昇を招く上に、ラジエータとの間に隙間
が形成され易くなり、高温となった冷却風の再循環によ
る冷却効率の低下を招くという問題がある。

【００１０】さらに、ラジエータ、オイルクーラの上流
側には、該ラジエータ、オイルクーラに異物が堆積して
冷却効率が低下するのを防止する防塵ネットを設けてお
り、この防塵ネットは、熱交換装置の周囲に他の機器類
が隣接していることから、上，下方向に抜き差しして着
脱する構成となっている。

【００１１】しかし、防塵ネットの上側には、流入配
管、流出配管があるから、防塵ネットを清掃するために
該防塵ネットを着脱するときには、各配管を取外さなく
てはならず、作業に多大な手間を要してしまうという問
題がある。

【００１２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、第１の熱交換器の上側
から配管を取り除くことにより、後方視界、冷却効率、
防塵ネットを清掃するときの作業性等を向上できるよう
にした建設機械の熱交換装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の建設機械の熱交
換装置は、建屋カバー内に位置して原動機の近傍に設け
られ、該建屋カバー内で冷却風を発生する冷却ファン
と、該冷却ファンによる冷却風の上流側に位置して前記
建屋カバー内に設けられた第１の熱交換器と、該第１の
熱交換器の上流側に設けられた第２の熱交換器と、該第
２の熱交換器に流体を流入させる流入配管と、前記第２
の熱交換器で冷却された流体が流出する流出配管とを備
えている。

【００１４】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１による発明が採用する構成の特徴は、流入配管
は第１の熱交換器の幅方向の一方側を通して第２の熱交
換器に接続し、流出配管は第１の熱交換器の幅方向の他
方側を通して第２の熱交換器に接続する構成としたこと
にある。

【００１５】このように構成したことにより、第１の熱
交換器よりも上側に突出する部材がなくなるから、建屋
カバーを低くすることができ、後方視界を良好にするこ
とができる。また、第１の熱交換器と建屋カバーとの間
に設けられる再循環防止用（サーキュレーション防止
用）の遮蔽部材の形状を単純にすることができる。さら
に、第１の熱交換器の上流側に設けられる防塵ネットを
容易に着脱することができる。

【００１６】また、請求項２の発明のように、第１の熱
交換器は、原動機からの冷却水を冷却するラジエータま
たは作動油を冷却するオイルクーラとし、第２の熱交換
器は、原動機に設けられる過給器からの圧縮空気を冷却
するためのインタクーラとしてもよい。

【００１７】請求項３の発明は、第２の熱交換器は、第
１の熱交換器の幅方向の長さ寸法よりも大きな寸法をも
って形成することにより、流入配管が接続される流入口
と流出配管が接続される流出口とを第１の熱交換器の幅
方向の外側にそれぞれ配置したことにある。

【００１８】このように構成したことにより、第１の熱
交換器の幅方向の外側を通し、流入配管を第２の熱交換
器の流入口に接続でき、流出配管を第２の熱交換器の流
出口に接続することができる。

【００１９】請求項４の発明は、第２の熱交換器との間
で第１の熱交換器の上流側には、冷却風中の異物を捕ら
えるための防塵ネットを上，下方向に抜き差し可能に装
着したことにある。

【００２０】このように構成したことにより、防塵ネッ
トによって冷却風中の異物を捕らえることができ、異物
の堆積による第１の熱交換器の冷却効率の低下を防止す
ることができる。しかも、第１の熱交換器の上側に邪魔
な部材がないから、防塵ネットを容易に抜き差しするこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
建設機械の熱交換装置として油圧ショベルの熱交換装置
を例に挙げ、図１ないし図４に従って詳細に説明する。

【００２２】１は下部走行体、２は該下部走行体１上に
旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体２
は、構造体をなす旋回フレーム３と、該旋回フレーム３
の前部左側に設けられたキャビン４と、前記旋回フレー
ム３の後側に取付けられたカウンタウェイト５とによっ
て大略構成され、前記旋回フレーム３の前部には土砂の
掘削作業等を行なうための作業装置６が設けられてい
る。

【００２３】ここで、旋回フレーム３は、図２に示す如
く、ほぼ平行に配設されたセンタフレーム７，７と、該
各センタフレーム７の左，右方向の外側に設けられたサ
イドフレーム８，８と、各センタフレーム７と各サイド
フレーム８とを連結する複数本の張り出しビーム９，９
等とによって構成され、旋回フレーム３の下側はアンダ
カバー１０によって覆われている。

【００２４】１１は旋回フレーム３上に設けられ、該旋
回フレーム３上に機械室を画成する建屋カバーで、該建
屋カバー１１は、サイドフレーム８，８に沿って前後方
向に延び上向きに立設された側部カバー１２，１２と、
該各側部カバー１２の上端側を覆うように水平方向に延
び中央に開口部１３Ａが形成された上部カバー１３と、
該上部カバー１３の開口部１３Ａを覆うように、上部カ
バー１３に開閉可能に取付けられたエンジンカバー１４
とによって大略構成されている。また、各側部カバー１
２には、複数本のスリットからなる空気流通口１２Ａが
それぞれ設けられている。

【００２５】１５は建屋カバー１１内に設けられ、各セ
ンタフレーム７上に搭載された原動機としてのエンジン
で、該エンジン１５の一端側には冷却ファン１６が取付
けられ、他端側にはエンジン１５によって駆動され、下
部走行体１、作業装置６等の各アクチュエータに作動油
（圧油）を供給する油圧ポンプ１７が取付けられてい
る。また、エンジン１５にはターボ過給器１８が設けら
れ、該ターボ過給器１８は、駆動側のタービン室がエキ
ゾーストマニホールドとマフラに接続され、従動側のタ
ービン室が後述の流入ホース２７とエアクリーナからの
吸気ホース（いずれも図示せず）に接続されている。

【００２６】ここで、冷却ファン１６は、後述するラジ
エータ１９、オイルクーラ２０、インタクーラ２３、流
入ホース２７、流出ホース２８と共に熱交換装置を構成
するもので、エンジン１５によって回転駆動されること
により、建屋カバー１１内に外気を吸込み、この外気を
冷却風としてインタクーラ２３、オイルクーラ２０、ラ
ジエータ１９に向け供給するものである。

【００２７】１９は建屋カバー１１内に設けられた熱交
換器をなすラジエータで、該ラジエータ１９は、冷却フ
ァン１６による冷却風の上流側で該冷却ファン１６に隣
接する位置で、図３に示す如く旋回フレーム３の張り出
しビーム９，９上にボルト止めされている。そして、ラ
ジエータ１９は、アッパタンク１９Ａとロアタンク１９
Ｂが配管を介してエンジン１５のウォータジャケット
（いずれも図示せず）に接続され、これにより、エンジ
ン１５との間で循環するエンジン冷却水の熱を放熱部１
９Ｃで熱交換して冷却風中に放出し、このエンジン冷却
水を冷却するものである。

【００２８】２０はラジエータ１９の上流側に重ねて取
付けられた第１の熱交換器をなすオイルクーラで、該オ
イルクーラ２０は、アッパタンク２０Ａが下部走行体
１、作業装置６等の各アクチュエータからの戻り配管に
接続され、ロアタンク２０Ｂが配管を介して作動油タン
ク（いずれも図示せず）に接続されている。これによ
り、オイルクーラ２０は作動油の熱を放熱部２０Ｃで放
出し、この作動油を冷却するものである。

【００２９】２１はオイルクーラ２０の上流側に重ねて
設けられた防塵ネットで、該防塵ネット２１は、比較的
大きな塵等の異物がオイルクーラ２０の放熱部２０Ｃ、
ラジエータ１９の放熱部１９Ｃに詰って堆積するのを防
止するもので、オイルクーラ２０の左，右方向（幅方
向）両端部に上，下方向に延びて設けられた断面略Ｌ字
状のガイド部材２２，２２間に保持されている。そし
て、防塵ネット２１は、各ガイド部材２２に沿って上，
下方向に抜き差しされるもので、捕らえた塵を除去する
ときには上方に引き抜かれる。

【００３０】２３はオイルクーラ２０の上流側に防塵ネ
ット２１を挟んで設けられた第２の熱交換器としてのイ
ンタクーラで、該インタクーラ２３は、図３に示すよう
に、後側（カウンタウェイト５）に位置する流入側タン
ク２４と、前側（作業装置６側）に位置する流出側タン
ク２５と、該各タンク２４，２５間に設けられ、複数本
の細管と放熱フィンからなる放熱部２６とによって大略
構成されている。また、流入側タンク２４には、図４に
示すように流入口をなす流入パイプ２４Ａがエンジン１
５側に延びて設けられている。さらに、流出側タンク２
５には、流出口をなす流出パイプ２５Ａがエンジン１５
側に延びて設けられている。

【００３１】ここで、インタクーラ２３は、オイルクー
ラ２０、ラジエータ１９の前，後方向となる幅方向の長
さ寸法よりも大きな寸法をもって形成され、これによ
り、流入側タンク２４の流入パイプ２４Ａと流出側タン
ク２５の流出パイプ２５Ａは、オイルクーラ２０、ラジ
エータ１９の幅方向の外側に配置されている。また、イ
ンタクーラ２３は、各タンク２４，２５に設けられたブ
ラケット２４Ｂ，２５Ｂを介してオイルクーラ２０にボ
ルト止めされている。

【００３２】そして、インタクーラ２３は、エンジン１
５のターボ過給器１８によって圧縮された空気を後述の
流入ホース２７を介して流入側タンク２４内に流入させ
放熱部２６で流通させることにより、この圧縮空気を冷
却し、流出側タンク２５から流出ホース２８を介してエ
ンジン１５のインテイクマニホールドに供給するもので
ある。

【００３３】２７はエンジン１５のターボ過給器１８と
インタクーラ２３とを接続する流入配管をなす流入ホー
スで、該流入ホース２７は、一端側がターボ過給器１８
の従動側のタービン室に接続され、他端側が流入側タン
ク２４の流入パイプ２４Ａに接続されている。そして、
流入ホース２７は、ラジエータ１９、オイルクーラ２０
の幅方向の外側を通るように取り回されている。

【００３４】２８はインタクーラ２３とエンジン１５と
を接続する流出配管をなす流出ホースで、該流出ホース
２８は、一端側が流出側タンク２５の流出パイプ２５Ａ
に接続され、他端側がエンジン１５のインテイクマニホ
ールドに接続されている。そして、流出ホース２８は、
流入ホース２７の反対側に位置してラジエータ１９、オ
イルクーラ２０の幅方向の外側を通るように取り回され
ている。

【００３５】ここで、流入ホース２７、流出ホース２８
をラジエータ１９、オイルクーラ２０の幅方向の外側を
通すことにより、該ラジエータ１９、オイルクーラ２０
の上側に配管等の部材をなくすことができるから、熱交
換装置全体の高さ寸法を低くすることができる上に、ラ
ジエータ１９、オイルクーラ２０の上側の形状を図３に
示すような単純な略矩形状にすることができる。

【００３６】２９はラジエータ１９の下側に位置して張
り出しビーム９，９間の空間を遮蔽した下側遮蔽部材、
３０はラジエータ１９の上側に対応する位置でエンジン
カバー１４内に固着された上側遮蔽部材で、該遮蔽部材
２９，３０は、例えばスポンジゴム等によって形成され
ている。そして、遮蔽部材２９，３０は、最下流側に位
置するラジエータ１９を通過して高温となった冷却風が
インタクーラ２３、オイルクーラ２０の前面側に回り込
む再循環を防止するもので、冷却効率が低下するのを防
止している。

【００３７】ここで、エンジンカバー１４内に設けられ
た上側遮蔽部材３０は、ラジエータ１９の上側からホー
ス等が取り除かれたことにより、下側に単純な略矩形状
の凹部３０Ａを有する台形状に形成されている。これに
より、エンジンカバー１４を閉扉したときには、上側遮
蔽部材３０をラジエータ１９に沿って密着させて冷却風
の再循環を確実に防止できる上に、接触等による損傷に
対する耐久性を高めることができる。

【００３８】本実施の形態による油圧ショベルの熱交換
装置は上述の如き構成を有するもので、エンジン１５に
よって冷却ファン１６が回転駆動されると、外部の空気
を冷却風として建屋カバー１１内に吸込み、この冷却風
をインタクーラ２３、オイルクーラ２０、ラジエータ１
９に順次供給し、吸入空気、作動油、エンジン冷却水を
冷却する。

【００３９】また、ラジエータ１９を通過して高温とな
った冷却風は、その一部がラジエータ１９の上側，下側
を通って上流側に回り込もうとするが、遮蔽部材２９，
３０が高温の冷却風の回り込みを防止する。このとき
に、上側遮蔽部材３０はラジエータ１９の上側に密着し
ているから、冷却風が回り込んで再循環するのを確実に
防止することができる。

【００４０】一方、防塵ネット２１に捕らえた異物を除
去する場合には、該防塵ネット２１の上側に障害となる
部材がないことから、該防塵ネット２１を上方に引き抜
くことができ、異物の除去作業を容易に行なうことがで
きる。

【００４１】以上のように、本実施の形態によれば、エ
ンジン１５とインタクーラ２３とを接続する流入ホース
２７、流出ホース２８を、ラジエータ１９、オイルクー
ラ２０の幅方向の外側を通して取り回しているから、ラ
ジエータ１９、オイルクーラ２０の上側からホースを取
り除くことができる。

【００４２】これにより、熱交換装置全体の高さ寸法を
小さくすることができ、熱交換装置を覆う建屋カバー１
１のエンジンカバー１４を低くすることができるから、
キャビン４からの後方視界を良好にすることができ、作
業性、安全性を高めることができる。

【００４３】また、ラジエータ１９に対応してエンジン
カバー１４内に設けられた上側遮蔽部材３０の形状を単
純な形状にすることができるから、上側遮蔽部材３０を
ラジエータ１９に沿って密着させることができ、冷却風
の再循環を確実に防止して、ラジエータ１９、オイルク
ーラ２０、インタクーラ２３による冷却効率を高めるこ
とができる。しかも、上側遮蔽部材３０を単純な形状と
することで製造コストを低減できる上に、損傷等に対す
る耐久性を高めることができる。

【００４４】さらに、従来技術のように配管を取外すこ
となく、簡単に防塵ネット２１を引き抜くことができ、
防塵ネット２１の清掃作業を容易にして、作業性を向上
することができる。

【００４５】なお、実施の形態では、第２の熱交換器と
してインタクーラ２３を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに限らず、第２の熱交換器として空気調和装置の
コンデンサを適用してもよい。

【００４６】また、実施の形態では、第１の熱交換器を
オイルクーラ２０とし、該オイルクーラ２０の下流側に
ラジエータ１９を設けた場合を例に挙げて説明したが、
これに替えて、第１の熱交換器をラジエータ１９とし、
該ラジエータ１９の下流側にオイルクーラ２０を配設す
る構成としてもよい。

【００４７】また、実施の形態では、エンジン１５を旋
回フレーム３の左，右方向に延びる横置き状態に配置し
た場合を例示したが、本発明はこれに限らず、エンジン
１５を旋回フレーム３の前，後方向に延びる縦置き状態
に配置してもよい。

【００４８】さらに、実施の形態では、建設機械として
油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限るものではなく、例えばホイールローダ、油圧クレー
ン、ブルドーザ等の他の建設機械に適用してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１および２の
発明によれば、流入配管、流出配管をラジエータ、オイ
ルクーラとしての第１の熱交換器の幅方向の外側を通し
てインタクーラとしての第２の熱交換器に接続する構成
としている。これにより、第１の熱交換器よりも上側に
突出する部材をなくして熱交換装置全体の高さ寸法を低
くすることができるから、熱交換装置を覆う建屋カバー
を低くして後方視界を良好にすることができ、作業性、
安全性を高めることができる。また、第１の熱交換器と
建屋カバーとの間に設けられる再循環防止用の遮蔽部材
を単純な形状にできるから、密閉性を高めて冷却風の再
循環を確実に防止でき、冷却効率を高めることができ
る。

【００５０】請求項３の発明によれば、第２の熱交換器
を第１の熱交換器の幅方向の長さ寸法よりも大きな寸法
をもって形成し、流入配管が接続される流入口と流出配
管が接続される流出口とを第１の熱交換器の幅方向の外
側にそれぞれ配置しているから、第１の熱交換器の幅方
向の外側を通し、流入配管を第２の熱交換器の流入口に
簡単に接続でき、流出配管を第２の熱交換器の流出口に
簡単に接続することができ、接続作業を容易にすること
ができる。

【００５１】請求項４の発明によれば、第２の熱交換器
との間で第１の熱交換器の上流側に、冷却風中の異物を
捕らえるための防塵ネットを上，下方向に抜き差し可能
に装着しているから、防塵ネットによって冷却風中の異
物を捕らえることができ、異物の堆積による第１の熱交
換器の冷却効率の低下を防止することができる。しか
も、第１の熱交換器の上側には配管等の邪魔な部材がな
いから、防塵ネットの清掃時には、該防塵ネットを容易
に抜き差しすることができ、清掃作業時の作業性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による油圧ショベルを示す
側面図である。

【図２】エンジン、熱交換装置等を図１中の矢示II−II
方向から拡大して示す断面図である。

【図３】熱交換装置を図２中の矢示 III−III 方向から
示す断面図である。

【図４】熱交換装置を図３中の矢示IV−IV方向から示す
断面図である。

【符号の説明】 １１ 建屋カバー １４ エンジンカバー １５ エンジン（原動機） １６ 冷却ファン １８ ターボ過給器 １９ ラジエータ（熱交換器） ２０ オイルクーラ（第１の熱交換器） ２１ 防塵ネット ２３ インタクーラ（第２の熱交換器） ２７ 流入ホース（流入配管） ２８ 流出ホース（流出配管） ３０ 上側遮蔽部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 浩二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 3D038 AA04 AA10 AB09 AC02 AC14 3L065 AA05 FA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建屋カバー内に位置して原動機の近傍に
   設けられ、該建屋カバー内で冷却風を発生する冷却ファ
   ンと、該冷却ファンによる冷却風の上流側に位置して前
   記建屋カバー内に設けられた第１の熱交換器と、該第１
   の熱交換器の上流側に設けられた第２の熱交換器と、該
   第２の熱交換器に流体を流入させる流入配管と、前記第
   ２の熱交換器で冷却された流体が流出する流出配管とを
   備えた建設機械の熱交換装置において、 前記流入配管は前記第１の熱交換器の幅方向の一方側を
   通して前記第２の熱交換器に接続し、前記流出配管は前
   記第１の熱交換器の幅方向の他方側を通して前記第２の
   熱交換器に接続する構成としたことを特徴とする建設機
   械の熱交換装置。
2. 【請求項２】 前記第１の熱交換器は、原動機からの冷
   却水を冷却するラジエータまたは作動油を冷却するオイ
   ルクーラであり、前記第２の熱交換器は、前記原動機に
   設けられる過給器からの圧縮空気を冷却するためのイン
   タクーラである請求項１に記載の建設機械の熱交換装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２の熱交換器は、前記第１の熱交
   換器の幅方向の長さ寸法よりも大きな寸法をもって形成
   することにより、前記流入配管が接続される流入口と前
   記流出配管が接続される流出口とを前記第１の熱交換器
   の幅方向の外側にそれぞれ配置してなる請求項１または
   ２に記載の建設機械の熱交換装置。
4. 【請求項４】 前記第２の熱交換器との間で前記第１の
   熱交換器の上流側には、冷却風中の異物を捕らえるため
   の防塵ネットを上，下方向に抜き差し可能に装着してな
   る請求項１，２または３に記載の建設機械の熱交換装
   置。